1.本发明涉及环境治理与修复、数据管理、计算机数据存储技术领域，尤其涉及一种复合污染场地土壤修复数据管理系统。
背景技术：
2.土壤异位修复一般是指土地使用方委托土壤修复方修复污染土壤，降低土壤污染风险的过程。土壤修复委托方将受污染土壤运输到土壤修复方所在的场地，经过土壤修复后再运输到原位置。土壤修复过程一般有多方(组织、单位或者个人)参与其中，土壤修复检测方(简称：检测方)负责检测土壤修复前后的土壤，土壤修复委托方(简称：委托方)委托检测方检测土壤，委托修复方修复土壤。土壤修复执行方(简称：修复方)受委托方的委托，在自己的修复场地进行土壤修复过程。、土壤修复管理方(简称：管理方)对整个修复过程进行管理、监督、监测，包括土壤状况、修复过程对环境的二次污染等。土壤修复过程产生的各种数据，例如土壤检测报告、修复前后的土壤污染物含量数据、修复过程中产生的环境数据等，由各方向管理方提交纸质书面报告。
3.土壤修复过程存在许多技术、管理方面的问题。数据传输存在严重的时滞性，各方提交的数据报告之间难以建立起关联，尤其可能造成数据丢失、不一致的现象，现有的土壤修复数据管理方式可能存在许多管理上的漏洞，例如数据查询效率低下、二次分析困难等，甚至面临数据篡改、互相抵赖等恶意攻击。土壤修复各方彼此之间存在不信任的现象。
技术实现要素：
4.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种复合污染场地土壤修复数据管理系统，该系统采用区块链技术管理土壤修复过程中产生的所有的数据，在检测方、修复方、委托方、管理方之间建立信任关系。
5.本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
6.一种复合污染场地土壤修复数据管理系统，包括：土壤修复委托方、土壤修复检测方、土壤修复执行方、土壤修复管理方和土壤修复数据存储方；所述
7.土壤修复委托方，包括至少一个委托方节点；
8.土壤修复检测方，包括检测方节点，用于将土壤污染物检测数据上传到区块链；
9.土壤修复执行方，包括土壤修复场地及土壤修复场地设置的执行方节点；所述执行方节点用于将传感器采集的修复场地环境数据上传到区块链；
10.土壤修复管理方，包括管理方节点，用于访问区块链中所有的土壤修复数据；
11.土壤修复数据存储方，包括账本存储节点，用于存储场地土壤修复产生的所有数据。
12.与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
13.所述系统在区块链网络上存储场地土壤修复数据，保证土壤修复全过程公开透明、数据一致，抵抗数据篡改、破坏等攻击。
附图说明
14.图1是土壤修复数据管理系统拓扑结构图；
15.图2是土壤检测方拓扑结构示意图；
16.图3是土壤修复执行方拓扑结构示意图；
17.图4是账本数据存储示意图；
18.图5是土壤修复数据管理智能合约结构图；
19.图6是土壤修复数据管理的流程图。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
21.如图1所示，为土壤修复数据管理系统拓扑结构，包括土壤修复委托方、土壤修复检测方、土壤修复执行方、土壤修复管理方和土壤修复数据存储方；所述土壤修复委托方，包括位于用地单位场所的委托方节点，每个用地单位可以设置1个或者多个委托方节点；土壤修复检测方，包括检测方节点，用于将土壤污染物检测数据上传到区块链；土壤修复执行方，包括土壤修复场地及土壤修复场地设置的执行方节点；所述执行方节点用于将传感器采集的修复场地环境数据上传到区块链；土壤修复管理方，包括管理方节点，用于访问区块链中所有的土壤修复数据；土壤修复数据存储方，包括账本存储节点，用于存储场地土壤修复产生的所有数据，即区块链账本。委托方节点、检测方节点、执行方节点与管理方节点构成区块链网络的对等节点。所有节点可以是1台计算机、服务器或者虚拟主机，彼此之间建立网络连接，在逻辑上构成1个区块链网络。
22.上述检测单位节点位于土壤检测场所，每个检测单位可以设置1个或者多个检测方节点，检测方节点与所属检测单位的
检测仪器之间有控制与数据连接通道，连接方式可以是但不限于rs232、rs485、wifi、bluetooth、zigbee等，土壤成分检测数据从检测仪器传输到检测方节点，最终上传到区块链，见图2所示。仅在发生土壤检测并取得检测结果数据时，才将土壤检测数据上传到区块链。
23.上述执行单位节点位于土壤修复场地，每个修复场地可以设置1个或者多个执行方节点，执行方节点与土壤修复场地的各类传感器连接，连接方式可以是但不限于rs232、rs485、wifi、bluetooth、zigbee等，各类传感器分布在修复场地的不同位置，采集大气、排水、pm
2.5
、温湿度、静电等环境数据，这些数据从各类传感器传输到执行方节点，最终上传到区块链，见图3所示。各类传感器定时不间断地将修复场地环境数据上传到区块链。
24.管理方节点位于各级环境管理部门，能够访问区块链中所有的土壤修复数据，其中土壤修复委托方、土壤修复检测方、土壤修复执行方的直接管理部门还能够依据各方上传的土壤修复数据对各方作出专业性评价，评价结果上传到区块链。
25.土壤修复数据存储层由多个账本存储节点构成，物理位置可以位于但不限于idc机房或者云存储设备。每个账本存储节点存储一份完整的区块链账本数据，以及委托方节点、检测方节点、执行方节点、管理方节点对区块的数字签名，同一个区块的数字签名构成一个链表，见图4所示。委托方节点、检测方节点、执行方节点、管理方节点可以选择将本地账本存储到1个或者多个账本存储节点。
26.复合污染场地土壤修复数据管理系统，还包括1个区块链智能合约，部署在区块链网络的每个对等结点上，见图5所示，所述智能合约包括7个部分：申请土壤检测、申请土壤修复、环境数据上链、检测数据上链、评估检测机构、评估执行机构、数据查询。
27.1、申请土壤检测，由土壤修复委托方、执行方调用，在区块链上发起检测土壤的服务申请。
28.2、申请土壤修复，由土壤修复委托方在区块链上发布修复土壤的服务申请。
29.3、环境数据上链，由土壤修复执行方将各类传感器采集的环境数据定时不间断地上传到区块链。
30.4、检测数据上链，由土壤修复检测方将土壤检测数据上传到区块链。
31.5、评估执行机构，由土壤修复管理方调用，对土壤修复执行方的土壤修复能力及效果给出评价。土壤修复管理方定期对所管辖的执行方作出评估。
32.6、评估检测机构，由土壤修复管理方调用，对土壤修复检测方的土壤成分检测能力及效果给出评价。土壤修复管理方定期对所管辖的检测方作出评估。
33.7、数据查询，由土壤修复委托方、土壤修复执行方、土壤修复检测方、管理方查询各自业务相关的数据。
34.土壤修复过程中各方的流程见图6所示：
35.1、土壤修复委托方提出土壤检测申请，智能合约依据评估结果择优选择n个候选检测方(依据管理方的评估结果进行排序，从高到低取前n个候选检测方)，按均匀分布确定最终的检测方，由该检测方实施土壤检测，检测结果上链；
36.2、如果不需要修复，流程结束；否则，按类似方法产生1个土壤修复执行方；
37.3、执行方实施土壤修复，环境数据上链；检测方继续检测，检测数据上链，直到土壤修复结果达标，流程结束。
38.管理方节点评估执行方节点d，在时刻t按时间先后顺序将评估窗口划分为n个时间片段，表示为t1，t2，
…
，tn，管理方节点在n个时间片段内查阅执行方节点上传的环境数据、土壤修复结果数据，对执行方节点的土壤修复能力及效果作出评价，表示为d1，d2，...，dn，当新的时间片段n+1出现时作出新的评估，表示为d
n+1
，且满足式(1)：
39.di∈[0，1]，1≤i≤n
?????
(1)
[0040]
执行方节点d在时间片段t1，t2，...，tn向区块链提交环境数据的记录数量，表示为x1，x2，
…
，xn，管理方节点按式(2)和式(3)计算执行方节点d在时刻t的评估结果，其中rand(a，b)表示(a，b)之间的随机数。
[0041][0042]
s.t.α1，β1∈[0，1]，α1+β1＝1，μ1∈(0，1)
??????
(3)
[0043]
在下一个评估窗口t+δt，评估的时间片段依次为t2，t3，
…
，t
n+1
。，评估结果为d
t+δt
。完成一次评估后，将评估结果上传到区块链。
[0044]
管理方节点评估检测方节点y，采用与评估执行方节点d同样的计算方式。在时刻t按时间先后顺序将评估窗口划分为n个时间片段，表示为t1，t2，...，tn，管理方节点在n个时间片段内查阅检测方节点上传的检测数据，对检测方节点的土壤检测能力及效果作出评价，表示为w1，w2，...，wn，当新的时间片段n+1出现时作出新的评估，表示为w
n+1
，且满足式
(4)：
[0045]
wi∈[0，1]，1≤i≤n
???
(4)
[0046]
检测方节点y在时间片段t1，t2，...，tn向区块链提交数据的记录数量，表示为v1，v2，
…
，vn，管理方节点按式(5)和式(6)计算检测方节点y在时刻t的评估结果，其中rand(a，b)表示(a，b)之间的随机数。
[0047][0048]
s.t.α2，β2∈[0，1]，α2+β2＝1，μ2∈(0，1)
????
(6)
[0049]
在下一个评估窗口t+δt，评估的时间片段依次为t2,t3,
…
,t
n+1
。，评估结果为y
t+δt
。完成一次评估后，将评估结果上传到区块链。
[0050]
本实施例能够在公有链、联盟链及私有链上实施；以联盟链(hyperledger fabric)为例说明在超级账本区块链网络上的具体实施方式：
[0051]
首先部署土壤修复数据管理系统的区块链网络，委托方、检测方、执行方、管理方部署自己的计算环境和存储环境，包括hyperledger fabric平台环境、网络环境等，向数字证书管理机构申请数字证书。账本存储节点由各方共同建设并部署，采用云存储设备实施账本存储节点，提供区块链账本存储资源。土壤修复数据管理系统的所有节点接入到互联网，并构成逻辑上的区块链网络。
[0052]
然后在fabric上采用链码方式(chain code)实施土壤修复数据管理系统的智能合约，安装部署在区块链网络的所有节点。管理方节点维护、更新智能合约的版本。
[0053]
管理方设置执行方、检测方评估公式的参数，参数设置上传到区块链，对所有节点公开可见。为避免一部分检测方的评估一直过高，长期获得土壤检测的机会，而另一部分检测方的评估过低，获得土壤检测的机率过低，设置参数μ接近1为宜，即相当于给评估结果增加1个随机噪声，抑制部分检测方的评估结果居高不下，而另一部分检测方的评估结果长期过低。类似的方法适用于土壤修复执行方的评估公式参数设置。土壤修复管理方对任何土壤修复执行方、土壤修复检测方的评估结果上传到区块链，所有节点均可查询。
[0054]
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。技术特征：
1.一种复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，包括土壤修复委托方、土壤修复检测方、土壤修复执行方、土壤修复管理方和土壤修复数据存储方；所述土壤修复委托方，包括至少一个委托方节点；土壤修复检测方，包括检测方节点，用于将土壤污染物检测数据上传到区块链；土壤修复执行方，包括土壤修复场地及土壤修复场地设置的执行方节点；所述执行方节点用于将传感器采集的修复场地环境数据上传到区块链；土壤修复管理方，包括管理方节点，用于访问区块链中所有的土壤修复数据；土壤修复数据存储方，包括账本存储节点，用于存储场地土壤修复产生的所有数据。2.根据权利要求1所述的复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，所述委托方节点、检测方节点、执行方节点、管理方节点和账本存储节点构成一个区块链网络。3.根据权利要求1所述的复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，管理方节点对执行方节点作出评估，包括：管理方节点评估执行方节点d，在时刻t按时间先后顺序将评估窗口划分为n个时间片段，表示为t1,t2,
…
,t
n
，管理方节点在n个时间片段内查阅执行方几点上传的环境数据、土壤修复结果数据，对执行方节点的土壤修复能力及效果作出评价，表示为d1,d2,
…
,d
n
，当新的时间片段n+1出现时作出新的评估，表示为d
n+1
，且满足式(1)：d
i
∈[0，1]，1≤i≤n
?????????????????
(1)执行方节点d在时间片段t1,t2,
…
,t
n
向区块链提交环境数据的记录数量，表示为x1,x2,
…
,x
n
，管理方节点计算执行方节点d在时刻t的评估结果。4.根据权利要求3所述的复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，管理方节点评估计算执行方节点d在时刻t的公式即d
t
为：s.t.α1，β1∈[0，1]，α1+β1＝1，μ1∈(0，1)其中，d1,d2,
…
,d
n
表示管理方节点在时间片段t1,t2,
…
,t
n
对执行方节点的评价，x1,x2,
…
,x
n
表示执行方节点在时间片段t1,t2,
…
,t
n
向区块链提交环境数据的记录数量，rand(a,b)表示(a,b)之间的随机数。5.根据权利要求1所述的复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，所述管理方节点对检测方节点作出评估，包括：管理方节点评估检测方节点y，在时刻t按时间先后顺序将评估窗口划分为n个时间片段，表示为t1,t2,
…
,t
n
，管理方节点在n个时间片段内查阅检测方节点上传的检测数据，对检测方节点的土壤检测能力及效果作出评价，表示为w1,w2,
…
,w
n
，当新的时间片段n+1出现时作出新的评估，表示为w
n+1
，且满足式(4)：w
i
∈[0，1]，1≤i≤n检测方节点y在时间片段t1,t2,
…
,t
n
向区块链提交数据的记录数量，表示为v1,v2,
…
,v
n
，管理方节点计算检测方节点y在时刻t的评估结果。6.根据权利要求5所述的复合污染场地土壤修复数据管理系统，其特征在于，所述管理方节点评估计算检测方节点y在时刻t的计算公式即y
t
为：
s.t.α2，β2∈[0，1]，α2+β2＝1，μ2∈(0，1)其中，w1,w2,
…
,w
n
表示管理方节点在时间片段t1,t2,
…
,t
n
对检测方节点的评价，v1,v2,
…
,v
n
表示检测方节点在时间片段t1,t2,
…
,t
n
向区块链提交检测数据的记录数量，rand(a,b)表示(a,b)之间的随机数。
技术总结
本发明公开了一种复合污染场地土壤修复数据管理系统，包括土壤修复委托方，土壤修复委托方包括至少一个委托方节点；土壤修复检测方，包括检测方节点，用于将土壤污染物检测数据上传到区块链；土壤修复执行方，包括土壤修复场地及土壤修复场地设置的执行方节点；所述执行方节点用于将传感器采集的修复场地环境数据上传到区块链；土壤修复管理方，包括管理方节点，用于访问区块链中所有的土壤修复数据；土壤修复数据存储方，包括账本存储节点，用于存储场地土壤修复产生的所有数据。本发明提供的系统在区块链网络上存储场地土壤修复数据，保证土壤修复全过程公开透明、数据一致，抵抗数据篡改、破坏等攻击。破坏等攻击。破坏等攻击。
技术研发人员：尹光彩 郑棉丹 佘伟铎 易锟 王鹏
受保护的技术使用者：广州市环境技术中心
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/5/30
声明：
“复合污染场地土壤修复数据管理系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：广州市环境技术中心
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2024年06月28日 ~ 30日 
